تفاعل كيميايي

Chemical reaction - Réaction chimique

التفاعل الكيميائي

 

التفاعل الكيميائي chemical reaction هو عملية كيميائية أساسية، تتحول فيها المواد إلى مواد أخرى جديدة ذات خواص مختلفة ويحدث في أثناء التفاعل الكيميائي كسر للروابط الكيميائية التي تربط ذرات العنصر الواحد أو التي تربط ذرات العناصر في المركبات ثم تكوين روابط كيميائية جديدة وبالتالي مركبات جديدة. ويميز التفاعل الكيميائي نظام تحول ترموديناميكي يتبادل الطاقة مع الوسط الخارجي، ويكون لهذه الطاقة أشكال متعددة كالحرارة والعمل والطاقة الكهربائية والطاقة الإلكترونية، ويشكل هذا التبادل الحراري جزءاً من علم التحريك الحراري [ر] (الترموديناميك). قد يكون التفاعل ناشراً أو ماصاً للحرارة وهناك تفاعلات لاتنشر ولا تمتص حرارة.

يتحول المزيج الكيميائي في التفاعل الكيميائي من مواد داخلة في التفاعل إلى نواتج، ويمكن أن تختفي في المزيج الكيميائي أحد المواد الداخلة في التفاعل وهذا هو التفاعل التام، كما هي الحال في الكثير من تفاعلات الاحتراق.

 

ويتوقف التفاعل الكيميائي وتبقى بعض المواد الداخلة في التفاعل في حالات أخرى وهذا هو التفاعل غير التام الذي يصل إلى حالة التوازن.

 

يحدث التوازن الكيميائي في محلول حمض الخل عندما يتشرد (يتأين) جزء صغير منه، وتكون درجة التفكك صغيرة، ويظل القسم الأعظم من جزيئات حمض الخل غير متفكك.

يختلف زمن التفاعل الكيميائي من بدء التفاعل حتى نهايته (بحسب شروط الحرارة والضغط والحفاز)، وهذا ما يعبر عنه بسرعة التفاعل وتكون هذه السرعة كبيرة جداً في بعض الحالات فيبدو التفاعل آنياً كما في الانفجار، ويجب لفهم التفاعل معرفة طبيعة المواد الداخلة ونسبها في التفاعل والنواتج كما في المعادلة الآتية:

 

تعبر المعادلة السابقة عن تساوي الطرفين وتعطي فكرة عن التحولات الظاهرية macroscopic ولا تعطي معلومات عن آلية التفاعلات. تظهر آلية التفاعل عند انفصال الذرات أو الشوارد أو اجتماعها. وتُميّز من أنواع التفاعلات الكيميائية:

تفاعلات الأكسدة والإرجاع ]ر[: وتترافق بانتقال إلكترون أو أكثر من ذرة عنصر إلى ذرات عنصر آخر لتشكيل مركبات جديدة. وتُعرّف الأكسدة بفقدان الإلكترون ويعرف الإرجاع باكتساب الإلكترون وتتم عمليتا الأكسدة والإرجاع في وقت واحد، ومثال ذلك:

 

 

 

إذ تشير الأرقام إلى تكافؤ المعدنين Mn وFe.

تفاعلات التعديل acid-base reaction: وهي التفاعلات الأساسية والحمضية وتشمل تحركات البروتون أو الثنائية الإلكترونية، فالحموض تتفاعل مع الأسس لتعطي ملحاً وماءً والمثال النموذجي هو تفاعل تعديل حمض كلور الماء مع هيدوكسيد الصوديوم:

 

ويكون الماء هو النتيجة النهائية لتفاعل الحموض والأسس مع بعضها في المحلول، يتشكل الماء عندما تنضم شوارد الهدروجين إلى شوارد الهدروكسيل.

تفاعلات التبلمر polymerization: يدعى تفاعل ارتباط جزيئين لتشكيل جزيء جديد تفاعل التبلمر ويتم هذا الارتباط بوجود الخفاز. والمثال النموذجي تبلمر الأستلين الذي يعطي فينيل أستلين المركب المهم في تحضير الإيزوبرين isoproene والبوتاديين butadiene المركبات المستعملة في صناعة المطاط.

وتفاعل التبلمر يدعى تفاعل ارتباط الجزيئات الصغيرة المتماثلة monomerالذي يؤدي إلى تشكيل جزيئات ضخمة، ذات وزن جزيئي مرتفع، ولا يختلف محتواها العنصري عن تركيب الجزيئة الصغيرة تفاعل التبلمر. والمرحلة الأساسية فيها المبادرة ثم نمو السلسلة وأخيراً توقف النمو باختفاء الجزيئة الفعالة في التفاعل. ومن التفاعلات الأخرى تفاعل التكاثف. بين الجزيئات المشبعة الحاوية على زمر وظيفية ويترافق التكاثف بحذف جزيئة ماء. إضافة إلى تفاعلات التكسير والاصطناع والاستبدال والإضافة والحذف.

 

هيفاء العظمة

 

الموضوعات ذات الصلة:

 

الأكسدة والإرجاع ـ التبلمر ـ التحريك الحراري.

 

مراجع للاستزادة:

 

- JAMES E. BRADY and GERARD E. HUMISTON, General Chemistry: Principels & Structure (John Wiley and Sons 1985).

- LINUS PALING, General Chemistry (W.H.Freeman and Company, San-Francisco 1970).

---

- التصنيف : الكيمياء و الفيزياء - النوع : علوم - المجلد : المجلد السادس، طبعة 2002، دمشق - رقم الصفحة ضمن المجلد : 696 مشاركة :